Potențialul electrodului. Efectul temperaturii și concentrației asupra valorii potențialului electrodului. Ecuația Nernst
Diplome, cursuri și altele / Chimie generală și anorganică / Diplome, cursuri și altele / Chimie generală și anorganică / Potențial de electrod. Efectul temperaturii și concentrației asupra valorii potențialului electrodului. Nernst ecuație Potențialul electrodului. Efectul temperaturii și concentrației asupra valorii potențialului electrodului. Ecuația Nernst
Potențialul electrodului. Ecuația Nernst
EMF a celulă galvanică E este prezentată în mod convenabil ca o diferență a unor cantități care caracterizează fiecare dintre potențialele electrodului-electrod; Cu toate acestea, pentru a determina cu acuratețe aceste valori, este necesar un punct de referință - exact potențialul de electrod cunoscut al unui electrod. Potențialul electrodului ee este EMF al unui element compus dintr-un electrod dat și un electrod standard de hidrogen (vezi mai jos), al cărui potențial electrod este considerat a fi zero. Semnul potențialului electrodului este considerat pozitiv dacă, într-o astfel de celulă galvanică, electrodul care urmează să fie testat este un catod și negativ dacă electrodul de test este un anod. Trebuie notat faptul că uneori potențialul electrodului este definit ca "diferența de potențial la interfața cu soluția electrodului", adică considerați că este identic cu potențialul DES, care nu este complet corect (deși aceste cantități sunt interdependente).
Mărimea potențialului electrodului electrodului metalic depinde de temperatura și de activitatea (concentrația) ionului metalic în soluția în care electrodul este coborât; matematic, această dependență este exprimată de ecuația Nernst (aici F este constanta Faraday și z este încărcarea ionică):
În ecuația Nernst, e ° este potențialul electrodului standard, care este egal cu potențialul electrodului cu activitatea ionului metalic egal cu 1 mol / l. Potențialul electrodului standard al electrozilor în soluții apoase constituie o serie de solicitări. Cantitatea e ° este o măsură a capacității formei oxidate a unui element sau a unui ion de a lua electroni, adică recupera. Uneori, diferența dintre concentrația și activitatea ionului din soluție este neglijată, iar ecuația Nernst sub logaritm semnifică concentrația de ioni în soluție. Mărimea potențialului electrodului determină direcția procesului care curge pe electrod în timpul funcționării celulei. Pe un semimetru al cărui potențial electrod are o valoare mai mare (uneori mai pozitivă), procesul de recuperare va continua, adică acest electrod va fi un catod.
Să luăm în considerare calculul EMF al elementului Daniel-Jacobi folosind ecuația Nernst. EMF este întotdeauna o cantitate pozitivă și este egală cu diferența dintre potențialul electrodului catodului și anodului:
După cum se poate observa din ecuația (III.45), EMF a elementului Daniel-Jacobi depinde de concentrația (mai precis, de activitatea) ionilor de cupru și de zinc; la concentrații egale, emf-ul elementului va fi egal cu diferența dintre potențialul electrodului standard:
Analizând ecuația (III.45), este posibil să se determine limita operării ireversibile a unei celule galvanice. Pe măsură ce procesul de oxidare a zincului se desfășoară la anod, concentrația ionilor de zinc în funcționarea ireversibilă a celulei electrochimice crește constant; concentrația de ioni de cupru, dimpotrivă, scade. Raportul dintre concentrațiile de ioni de cupru și zinc este în continuă scădere, iar logaritmul acestui raport la [Cu2 +] <[Zn2+] становится отрицательным. Т.о. разность потенциалов при необратимой работе гальванического элемента непрерывно уменьшается; при E = 0 (т.е. ек = еа) гальванический элемент не может совершать работу (необратимая работа гальванического элемента может прекратиться также и в результате полного растворения цинкового анода).
Ecuația (III.45) explică de asemenea operabilitatea așa-numitei. circuite de concentrație - celule galvanice formate din doi electrozi metalici identici, care au căzut în soluții de sare a acestui metal cu diferite activități a1> a2. În acest caz, catodul va fi un electrod cu o concentrație mai mare, deoarece potențialul electrodului standard al ambelor electrozi este egal; pentru EMF a unei celule galvanice de concentrație, obținem:
Singurul rezultat al funcționării elementului de concentrație este transferul ionilor metalici de la soluția mai concentrată la cea mai puțin concentrată. astfel funcționare a curentului electric în concentrația celulei electrochimice - este opera procesului de difuzie, care se realizează în mod reversibil separarea spațială în două opuse în direcția procesului de electrod reversibil.
Vezi de asemenea
Nichel și carbonilul său
Baza tehnologiei moderne sunt metalele și aliajele metalice. Diverse cerințe pentru materialele metalice sunt în creștere ca noi ramuri de tehnologie sunt dezvoltate. În timpul nostru.